水雾以其无污染、高效能、冲刷烟颗粒等优点被广泛应用于消防领域。国内外学者对水雾灭火进行了大量的研究,但大部分集中在宏观层面,无法更为细致地揭示水雾滴与火焰、燃料相互作用的本质规律。水雾滴在穿越火焰撞击燃料的过程中存在着诸多的基础研究问题,如:水雾滴穿越火焰过程中火羽流对液滴速度的衰减作用;水雾滴到达燃料后,两者相互作用的动态过程;水雾滴与燃料之间的传热传质过程;水雾在扑救高温燃料火灾初期,火焰出现强化现象机理等。据此,从单个雾滴角度探究水雾与燃料相互作用的动态过程是十分必要的。为了从本质上认识水雾灭火过程中涉及的诸多基础研究问题,本文开展了单液滴穿越火焰撞击燃料的动力学特性研究。科学地认识单个液滴与燃料之间的相互作用过程,可以为我们了解水雾灭火效能和机理打下基础。发现了典型撞击现象,分析了油池温度及水滴韦伯数对撞击现象的影响。实验研究了单个水滴撞击受热油池（油池温度变化范围为30-78℃）的动力学特性。利用高速摄影技术记录了单个水滴撞击受热燃料的动态过程。观察到了三种典型现象（穿透Penetration,弹坑射流Crater-Jet,表面气泡Surface bubble）并绘制了典型现象在水滴韦伯数-油池无量纲温度（We-θ）上的分布图。探讨了由于油池温度变化导致的液体物性变化对撞击现象的影响。定量方面,给出了油池温度及水滴韦伯数对于典型现象特征参量（弹坑Crater及射流Jet形成过程中的能量守恒与转移、皇冠状结构Crown）的影响。揭示了典型撞击现象分布规律,建立了火羽流浮力对水滴速度的衰减模型、最大弹坑深度及最大射流尺度预测模型。实验研究了单个水滴撞击着火液体（燃料沸点不超过120℃）的动力学特性。通过无量纲分析确定了水滴撞击着火液体的典型现象与无量纲参数（ρdvt2D0/σd）0.375（ρdvtD0/μd）0.25及lgWe之间的量化关系。从能量守恒与转化的角度,分析了各种撞击现象之间的转变关系。定量地探讨了撞击现象特征参量包括最大弹坑深度、射流长度尺度、最大皇冠高度与水滴韦伯数之间的关系,并建立了水滴撞击着火液体后最大弹坑深度、射流长度尺度的预测模型。理论推导了水滴穿越火焰后的撞击速度,数据显示撞击速度理论值与实际值的差异（vf-vt）/vf在5.5%到15.8%范围内,从而量化了火羽流浮力对水滴速度的衰减作用。揭示了蒸气爆炸现象的发展规律,分析了液体温度、液滴种类及韦伯数对蒸气爆炸的影响,建立了单个水滴最大吸收热模型。实验研究了单个液滴包括水滴、含5%NaCl添加剂液滴、含3%AFFF添加剂液滴、HFE-7100液滴撞击受热液体（液体温度160℃-340℃）的动力学特性。结果表明,对于水滴撞击高温液体燃料,燃料存在一个临界温度Tcri,当燃料温度高于210℃就会出现蒸气爆炸现象。对水滴进入高温油浴后的传热传质过程进行了分析,水滴的状态主要包括三个阶段,Ⅰ:室温水滴吸热从室温上升到100℃;Ⅱ:100℃的水滴发生相变成为100℃的水蒸气;Ⅲ:100℃的水蒸气继续吸收热量直到温度Tfinal（Tfinal≤燃料温度）。水滴最终以气态的形式释放到液面上方。根据水滴的状态变化,推导了单个水滴进入高温油浴后的最大吸热量。分析了液体温度、水滴直径和水滴韦伯数对蒸气爆炸发生时刻的影响:液体温度越高,蒸气爆炸发生越早;水滴直径越大,蒸气爆炸发生越迟;水滴韦伯数越大,蒸气爆炸发生越早。分析了不同种类液滴撞击高温液体后出现蒸气爆炸的强度差异,强度由强到弱依次为:水滴>含5%NaCl添加剂液滴>含3%AFFF添加剂液滴>HFE-7100液滴。建立了液滴撞击高温着火液体后火焰强化发展模型。实验研究了单个液滴包括水滴、含5%NaCl添加剂液滴及含3%AFFF添加剂液滴撞击高温着火液体（液体温度不低于340℃）的动力学特性。分析了蒸气爆炸对火焰强化的影响,揭示了液滴进入高温油池后火焰发生强化的机理,建立了火焰强化的发展模型。基于火焰面积及体积分析,量化了蒸气爆炸对火焰强化的影响。可以发现,蒸气爆炸现象是火焰强化的主要原因。